孟德尔

孟德尔遗传病又称单基因病,是由一个或一对等位基因突变导致的疾病,目前已知有约7000多种。根据遗传模式不同,孟德尔遗传病可分为常染色体显性、常染色体隐性、X伴性显性、X伴性隐性、Y伴性遗传病5种。

在遗传疾病研究中,取样是关键点。关于孟德尔疾病研究样本选取,建议:

1)确定该疾病符合的遗传特征;

2)显性遗传:建议选择4个以上患病个体(case);或者2个以上患者(case)+1个正常个体(control)。case尽量选择血缘关系较远的样本,control选择与其中一个case血缘较近的样本。

隐性遗传:建议选择患病子代+正常双亲,3~4例样本。

遗传模式不确定:一般选择多个小家系中患病个体开展,建议至少选取4例cases进行测序。

在对测序样本进行分析时,生成的突变信息很多。关于突变筛选流程:

  • 过滤掉测序质量低、测序深度低的突变;
  • 过滤掉同义突变等不影响基因功能的突变;
  • 过滤掉公共数据库(dbSNP、1000genomes等)中正常人携带的常见突变(一般过滤掉MAF>5%的变异);
  • 过滤掉家系中control样本中的突变;
  • 保留cases样本中共有的突变;
  • 根据信号通路、代谢通路,以及相关文献,判断突变基因的致病可能性。

在进行致病基因筛选时,我们还可以结合一些已有的工具,如Exomiser[1]、GEMINI[2]、MendelScan[3]等,对突变进行快速筛选。

对候选致病突变进行后期验证主要从以下3方面:

  • 采用一代测序方法,对家系内部成员进行验证。验证case样本中检测到,而control样本中没有检测到的突变。
  • 采用一代测序或捕获测序,在其他患者或正常样本中验证。
  • 细胞功能或动物模型实验验证

在研究孟德尔遗传病时,笔者认为家系样本的选取特别重要。因此,在开展研究的前期应对相关文献资料进行充分的调研,了解该疾病的遗传模式,选择合理的家系样本。

一般情况下,孟德尔遗传病研究采用外显子组测序(WES),关注蛋白质功能相关的遗传变异。但如果想研究结构变异(SV),建议选择全基因组测序(WGS),能够更加准确的检测突变信息。

[1] Exomiser:http://www.sanger.ac.uk/science/tools/exomiser

[2] GEMINI:http://gemini.readthedocs.io/en/latest/

[3] MendelScan:http://gmt.genome.wustl.edu/packages/mendelscan/


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